Cambridge Üniversitesi Fizik bölümünde öğretim üyesi Prof. Dr.Mete Atatüre ve ekibi bir çekirdek denizini yarı iletken kuantum noktalarında kontrol etmenin bir yolunu buldu; böylelikle, çekirdekler bir kuantum hafıza aygıtı gibi çalışabilecek.Kuantum noktaları, binlerce atomdan oluşan kristallerdir ve bu atomların her biri, hapsedilmiş elektronlar ile manyetik olarak etkileşime girer. Eğer kendi aygıtlarına bırakılmış olsalardı, elektronların nükleer döngüler ile olan bu etkileşimi, elektronun bir kuantum biti (qubit) olarak kullanılırlığını kısıtlardı.Science'da yayınlanan yeni bir makaleye göre, Cavendish Laboratuvarı'nda bulunan araştırma grubu, Cambridge Üniversitesi'nden Profesör Mete Atatüre tarafından yönetilen hesaplamayı, algılamayı ya da iletişim uygulamalarını araştırmak için kuantum fiziğinin kanunları ve görüşlerinden yararlanıyor.Mete Atatüre, "Kuantum noktaları, ışığın aracılığı ile, bireysel etkileşimli spinlerin dinamiğinin kontrol edilip sömürülebileceği bir sisteme ideal bir arayüz sunar. Çekirdekler, elektrondan rastgele bilgi çaldıkları için geleneksel olarak bir sıkıntı olmuşlardır ancak onları kullanabileceğimizi gösterdik." dedi.Cambridge ekibi, elektron ve binlerce çekirdek arasındaki etkileşimi kullanmanın bir yolunu buldu. Bunu da çekirdekleri 1 mK’den daha aza ‘soğutmak’ için ya da mutlak sıfır derece (0oC) sıcaklığın binde birine soğutmak için lazerler kullanarak uyguladılar. Daha sonra, binlerce çekirdeği, tek bir gövdede oluşturuyormuş gibi kontrol edip manipüle edebildiklerini gösterdiler. Araştırmanın neticesinde, kuantum noktasındaki çekirdeğin, elektron kübitleri ile bilgi alışverişinde bulunabileceğini ve kuantum bilgilerini hafıza aygıtı olarak depolamak için kullanılabileceğini kanıtlıyor.Kuantum hesaplama, dolanıklık ve süper pozisyon ilkesi gibi kuantum fiziğinin temel kavramlarından yararlanmayı, hesaplama konusundaki mevcut yaklaşımları daha çok geliştirmeyi amaçlar ve teknolojiyi, ticareti ve araştırmayı kökten değiştirebilir. Klasik bilgisayarlarda olduğu gibi, kuantum bilgisayarlarda da bilgiyi ileri ve geri taşımak için bir işlemciye, belleğe ve veriyoluna ihtiyaç vardır. Yani kuantum noktaları için eksik olan bağlantı, kuantum hafızadır.
"Her kübite ayrı bir kuantum hafıza oluşturmak için her şey tamam"
Prof. Dr. Atatüre: “Bireysel nükleer spinler ile konuşmak yerine, kollektif spin dalgalarına lazerlerle erişmeye çalıştık. Sonra bu spin dalgalarının kuantum tutarlılığına sahip olduğunu göstermeye devam ettik. Bu, yapbozun eksik parçasıydı ve şimdi her kübite ayrı bir kuantum hafıza oluşturmak için gereken her şeye sahibiz.”Kuantum teknolojilerinde, photon (ışık enerjisi birimi), kübitin ve hafızanın kontrollü bir şekilde birbirleriyle etkileşime girmeleri gerekir. Bu daha çok, verimsiz olabilen tek bir hibrit ünite oluşturmak için farklı fiziksel sistemlerin ara yüzlenmesiyle gerçekleştirilir. Araştırmacılar, kuantum noktalarında, hafıza elementlerinin her bir kübit ile otomatik olarak orada olduğunu gösterebilmişlerdir.Makalenin yazarlarından Dr. Dorian Gangloff, "Şimdi kuantum simülasyon ruhu içinde karmaşık sistemlerin dinamiklerini incelemek için araçlara sahibiz.” dedi.
Bu çalışma kuantum hesaplamada yardımcı olacak
Bu çalışmanın uzun vadeli fırsatları ise kuantum hesaplama alanında olabilir. Geçen ay, IBM (International Business Machines/Uluslararası İş Makineleri) dünyanın ilk ticari kuantum bilgisayarını geliştirdi ve Microsoft'un CEO'su kuantum hesaplamanın “dünyayı radikal bir şekilde yeniden şekillendirme” potansiyeline sahip olduğunu söyledi.Kaynak; https://phys.org/news/2019-02-physicists-thousands-semiconductor-nuclei-quantum.html
